रोबोटिक वेल्डिंग सेल डिजाइन और एकीकरण में प्रमुख कारक

रोबोटिक वेल्डिंग उत्पादन स्थिरता में सुधार कर सकती है और दोहराव वाले मैनुअल काम को कम कर सकती है, लेकिन सफल स्वचालन केवल वेल्डिंग रोबोट से कहीं अधिक पर निर्भर करता है।

एक पूर्ण रोबोटिक वेल्डिंग सेल में एक रोबोट, वेल्डिंग उपकरण, फिक्स्चर, वर्कपीस पोजिशनिंग, नियंत्रण प्रणाली और सुरक्षा उपाय शामिल होते हैं। यदि इन तत्वों को ठीक से समन्वित नहीं किया जाता है, तो सिस्टम को लंबे चक्र समय, कठिन प्रोग्रामिंग, असंगत वेल्ड गुणवत्ता, या बार-बार उत्पादन रुकावटों का अनुभव हो सकता है।

निर्माताओं के लिए जो एक नई वेल्डिंग लाइन की योजना बना रहे हैं या मौजूदा प्रक्रिया को अपग्रेड कर रहे हैं, मुख्य डिजाइन और एकीकरण कारकों को समझना आवश्यक है।

रोबोट को वर्कपीस आयामों, वेल्डिंग स्थितियों, टॉर्च कॉन्फ़िगरेशन और आवश्यक उत्पादन चक्र से मेल खाना चाहिए।

महत्वपूर्ण चयन कारकों में शामिल हैं:

• वेल्डिंग टॉर्च और माउंटेड उपकरण सहित पेलोड क्षमता

• पहुंच और कार्यक्षेत्र

• आवश्यक उपकरण अभिविन्यास

• पुनरावृत्ति और गति प्रदर्शन

• माउंटिंग स्थिति

• वेल्डिंग प्रक्रिया और उत्पादन आवश्यकताएं

वेल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए एक छह-अक्ष औद्योगिक रोबोट को आम तौर पर माना जाता है क्योंकि यह जटिल वर्कपीस के चारों ओर टॉर्च को पोजिशन करने में लचीलापन प्रदान करता है।

जैसे निर्माताओं के रोबोट मॉडल FANUC और KUKA को रोबोटिक वेल्डिंग परियोजनाओं के लिए मूल्यांकन किया जा सकता है। उपयुक्त मॉडल आवश्यक पहुंच, पेलोड, अनुप्रयोग आवश्यकताओं और प्रस्तावित वेल्डिंग उपकरण के साथ संगतता पर निर्भर करता है।

केवल अपने नाममात्र पहुंच या पेलोड के आधार पर रोबोट चुनना तब कठिनाइयों का कारण बन सकता है जब टॉर्च को प्रतिबंधित वेल्ड स्थानों तक पहुंचने की आवश्यकता होती है।

फिक्स्चर वेल्डिंग के दौरान वर्कपीस को आवश्यक स्थिति में रखता है।

खराब फिक्स्चर डिजाइन असंगत भाग पोजिशनिंग, कठिन टॉर्च पहुंच और उत्पादन के दौरान बार-बार समायोजन का कारण बन सकता है।

एक उपयुक्त फिक्स्चर में विचार किया जाना चाहिए:

• वर्कपीस आयाम और सहनशीलता

• क्लैंपिंग विधि

• वेल्ड सीम की पहुंच

• गर्मी और स्पैटर एक्सपोजर

• लोडिंग और अनलोडिंग स्थान

• पुनरावृत्ति पोजिशनिंग

• फिक्स्चर चेंजओवर आवश्यकताएं

दोहराव वाले उत्पादन के लिए, लगातार वर्कपीस पोजिशनिंग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। यहां तक कि एक अच्छी तरह से प्रोग्राम किया गया रोबोट भी असंतोषजनक परिणाम दे सकता है यदि वर्कपीस चक्रों के बीच चलता है या काफी भिन्न होता है।

जहां कई भाग वेरिएंट शामिल हैं, फिक्स्चर डिजाइन को उत्पाद चेंजओवर के लिए भी ध्यान में रखना चाहिए।

वेल्डिंग रोबोट और वेल्डिंग उपकरण को एक एकीकृत प्रणाली के रूप में एक साथ काम करना चाहिए।

प्रक्रिया के आधार पर, उपकरण में एक वेल्डिंग पावर स्रोत, टॉर्च, वायर फीडर, टॉर्च सफाई स्टेशन, केबल पैकेज और प्रक्रिया निगरानी उपकरण शामिल हो सकते हैं।

चयन को सामग्री, वर्कपीस की मोटाई, जोड़ डिजाइन, वेल्डिंग विधि और आवश्यक उत्पादन स्थितियों को प्रतिबिंबित करना चाहिए।

टॉर्च माउंटिंग व्यवस्था भी मायने रखती है। रोबोट को आवश्यक टॉर्च कोण बनाए रखने और वर्कपीस या फिक्स्चर से अत्यधिक हस्तक्षेप के बिना वेल्ड सीम तक पहुंचने में सक्षम होना चाहिए।

उपकरण खरीदने से पहले, रोबोट और वेल्डिंग उपकरण आपूर्तिकर्ताओं के साथ आवश्यक विद्युत इंटरफेस, संचार विधि और नियंत्रण कार्यों की पुष्टि करें।

एक वेल्डिंग पोजिशनर वेल्ड तक अधिक उपयुक्त पहुंच प्रदान करने के लिए वर्कपीस को घुमाता या पुनर्व्यवस्थित करता है।

जब रोबोट को किसी घटक के विभिन्न पक्षों को वेल्ड करने की आवश्यकता होती है या जब एक निश्चित वर्कपीस अभिविन्यास कठिन टॉर्च कोण बनाता है, तो पोजिशनर उपयोगी हो सकते हैं।

पोजिशनर को एकीकृत करते समय, विचार करें:

• वर्कपीस का वजन और आयाम

• आवश्यक रोटेशन रेंज

• पोजिशनिंग सटीकता

• रोबोट आंदोलन के साथ समन्वय

• फिक्स्चर माउंटिंग

• केबल और उपयोगिता रूटिंग

• आवश्यक चक्र समय

हर वेल्डिंग सेल को पोजिशनर की आवश्यकता नहीं होती है। सरल वर्कपीस के लिए, एक निश्चित फिक्स्चर पर्याप्त हो सकता है। अधिक जटिल भागों के लिए, समन्वित रोबोट और पोजिशनर आंदोलन पहुंच और प्रक्रिया स्थिरता में सुधार कर सकता है।

वेल्डिंग पथ को जोड़ ज्यामिति और आवश्यक वेल्डिंग प्रक्रिया से मेल खाना चाहिए।

इंजीनियरों को टॉर्च अभिविन्यास, दृष्टिकोण और प्रस्थान की स्थिति, टकराव निकासी, केबल रूटिंग और वेल्ड को पूरा करने के क्रम पर विचार करने की आवश्यकता है।

अनुक्रम चक्र समय और वर्कपीस विरूपण दोनों को प्रभावित कर सकता है। कुछ भागों के लिए, वेल्डिंग क्रम और गर्मी वितरण पर रोबोट आंदोलन के साथ-साथ विचार करने की आवश्यकता हो सकती है।

ऑफलाइन प्रोग्रामिंग और सिमुलेशन भौतिक कमीशनिंग से पहले पहुंच का मूल्यांकन करने, संभावित टकरावों की पहचान करने और प्रस्तावित सेल लेआउट की समीक्षा करने में मदद कर सकते हैं।

हालांकि, सिमुलेशन परिणामों को वास्तविक उपकरण और वर्कपीस के साथ सेटअप और परीक्षण के दौरान मान्य किया जाना चाहिए।

एक रोबोटिक वेल्डिंग सेल में अक्सर कई उपकरण शामिल होते हैं जिन्हें सही क्रम में संचालित करने की आवश्यकता होती है।

इनमें शामिल हो सकते हैं:

• रोबोट नियंत्रक

• वेल्डिंग पावर स्रोत

• फिक्स्चर क्लैंप

• पोजिशनर

• सेंसर

• भाग लोडिंग उपकरण

• पीएलसी

• सुरक्षा उपकरण

उदाहरण के लिए, रोबोट को तब तक वेल्डिंग चक्र शुरू नहीं करना चाहिए जब तक कि वर्कपीस सही ढंग से स्थित न हो और आवश्यक क्लैंपिंग शर्तों की पुष्टि न हो जाए।

नियंत्रण अनुक्रम में दोष प्रबंधन, चक्र पूर्णता, ऑपरेटर हस्तक्षेप और रुकावटों के बाद रिकवरी को भी संबोधित किया जाना चाहिए।

स्थिर उत्पादन के लिए रोबोट और परिधीय उपकरण के बीच विश्वसनीय संचार महत्वपूर्ण है।

रोबोटिक वेल्डिंग में वेल्डिंग आर्क विकिरण, गर्म सतहों, धुएं, चिंगारी और चलती मशीनरी सहित कई खतरे शामिल हैं।

एक उपयुक्त सुरक्षा डिजाइन में सुरक्षात्मक गार्डिंग, एक्सेस-डोर इंटरलॉक, सुरक्षा-रेटेड स्टॉपिंग फ़ंक्शन और वेल्डिंग धुएं और विद्युत खतरों के लिए उपयुक्त उपाय शामिल हो सकते हैं।

आवश्यक सुरक्षा उपाय पूर्ण अनुप्रयोग, उपकरण, कार्यस्थल और लागू नियमों पर निर्भर करते हैं।

रोबोट स्थापित होने के बाद ही जोड़े जाने के बजाय प्रारंभिक लेआउट और सिस्टम डिजाइन के दौरान सुरक्षा पर विचार किया जाना चाहिए।

रोबोट की गति गति पूरी उत्पादन दर निर्धारित नहीं करती है।

पूर्ण चक्र में वर्कपीस लोडिंग, क्लैंपिंग, वेल्डिंग, पोजिशनर आंदोलन, निरीक्षण और अनलोडिंग शामिल हो सकते हैं।

लक्ष्य चक्र समय का मूल्यांकन करने के लिए, निर्माताओं को प्रत्येक चरण की पहचान करनी चाहिए और यह निर्धारित करना चाहिए कि देरी कहां हो सकती है।

संभावित सुधारों में शामिल हैं:

• अनावश्यक रोबोट यात्रा को कम करना

• फिक्स्चर लोडिंग और अनलोडिंग में सुधार

• वेल्डिंग अनुक्रम का अनुकूलन

• रोबोट और पोजिशनर आंदोलन का समन्वय

• टालने योग्य प्रतीक्षा समय को कम करना

• उपयुक्त चेंजओवर प्रक्रियाओं की योजना बनाना

लक्ष्य अलग से रोबोट को अनुकूलित करने के बजाय पूरी वेल्डिंग प्रक्रिया में सुधार करना है।

स्पष्ट आवेदन विवरण प्रदान करने से आपूर्तिकर्ताओं को उपकरण आवश्यकताओं और एकीकरण जटिलता का आकलन करने में मदद मिलती है।

जहां उपलब्ध हो, निम्नलिखित जानकारी तैयार करें:

• वर्कपीस चित्र और आयाम

• सामग्री का प्रकार और मोटाई

• वेल्ड स्थान और जोड़ विवरण

• उत्पादन मात्रा

• आवश्यक चक्र समय

• वेल्डिंग प्रक्रिया आवश्यकताएं

• फिक्स्चर और पोजिशनर आवश्यकताएं

• उपलब्ध फर्श स्थान

• मौजूदा वेल्डिंग उपकरण

• आवश्यक सुरक्षा और नियंत्रण इंटरफेस

नमूना वर्कपीस, उत्पादन वीडियो और लेआउट चित्र भी तकनीकी मूल्यांकन के दौरान मदद कर सकते हैं।

सफल रोबोटिक वेल्डिंग रोबोट, वेल्डिंग उपकरण, फिक्स्चर, पोजिशनिंग डिवाइस, नियंत्रण और सुरक्षा प्रणालियों के एकीकरण पर निर्भर करती है।

एक उपयुक्त रोबोट का चयन केवल पहला कदम है। वर्कपीस पोजिशनिंग, टॉर्च पहुंच, वेल्डिंग अनुक्रम, संचार और चक्र-समय योजना सभी अंतिम प्रणाली के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।

वेल्डिंग स्वचालन पर विचार करने वाले निर्माताओं के लिए, उपकरण खरीदने से पहले पूरी वेल्डिंग सेल का मूल्यांकन करने से एकीकरण कठिनाइयों को कम करने और अधिक विश्वसनीय उत्पादन प्रक्रिया बनाने में मदद मिल सकती है।